王江山

愛(ài)德華·莫澤

孤獨(dú)小島上的好奇少年

愛(ài)德華對(duì)科學(xué)的興趣，也許要從童年時(shí)代說(shuō)起。

1962年4月27日，愛(ài)德華·莫澤出生在挪威的奧勒松。他的父母是20世紀(jì)50年代移民到挪威的德國(guó)人，兩人組成了一個(gè)保守的基督教家庭。愛(ài)德華的父親是一個(gè)管風(fēng)琴制造者，因此在愛(ài)德華還是個(gè)孩子時(shí)，就得以見(jiàn)識(shí)到管風(fēng)琴那精密而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。他在父母的教導(dǎo)下，與自己的兩個(gè)妹妹一起度過(guò)了無(wú)憂(yōu)無(wú)慮的童年。

挪威風(fēng)景優(yōu)美，到處是雪山森林與湖泊的地理奇觀，但卻人煙稀少，愛(ài)德華年幼時(shí)居住的小鎮(zhèn)甚至只有五百多人。這難免令人感到孤獨(dú)，但這份冷清卻反而激發(fā)了少年愛(ài)德華探索世界的欲望。他回憶童年時(shí)說(shuō)道：“我對(duì)一切都感興趣，從恐龍到相對(duì)論?！币苍S正是挪威復(fù)雜多樣的地形激發(fā)了他的科學(xué)靈感，以至于多年后愛(ài)德華成了一名腦神經(jīng)科學(xué)家，去探索人腦導(dǎo)航能力的奧秘。

挪威奧勒松

大腦定位初探秘

從在烏爾斯泰維克高中讀書(shū)時(shí)起，愛(ài)德華就對(duì)心理學(xué)產(chǎn)生了興趣，并且將這種好奇心一直持續(xù)到了成年。1983年，他考入了奧斯陸大學(xué)，對(duì)心理學(xué)的著迷使他選修了心理學(xué)課程。第三年，他因與梅-布里特有共同的興趣愛(ài)好，而步入了婚姻殿堂。大學(xué)期間，他還在波·安德森（Per Andersen）博士的指導(dǎo)下，初步研究了可自由移動(dòng)的動(dòng)物大腦海馬體（hippocampus）記憶的形成機(jī)制。

愛(ài)德華從碩士時(shí)開(kāi)始，就著手研究大腦齒狀回區(qū)域的神經(jīng)活動(dòng)在空間學(xué)習(xí)中的作用。1995年從奧斯陸大學(xué)獲得神經(jīng)生理學(xué)博士學(xué)位后，便去愛(ài)丁堡大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)中心做博士后，期間，他還訪問(wèn)了倫敦大學(xué)學(xué)院約翰·奧基夫（John OKeefe）教授的實(shí)驗(yàn)室，并在那里做了兩個(gè)月的博士后研究。那時(shí)候，奧基夫也在從事大腦定位系統(tǒng)的研究，這與愛(ài)德華之前類(lèi)似的研究方向，也給他留下了深刻的印象。

探秘網(wǎng)格細(xì)胞

人類(lèi)的大腦可以感知方向，讓我們找到去往目的地的正確方向。而要想實(shí)現(xiàn)這些，說(shuō)明大腦至少有兩個(gè)功能：第一，能感知和反映我們的實(shí)時(shí)位置;第二，有一張能記錄環(huán)境坐標(biāo)的“地圖”。

愛(ài)丁堡大學(xué)

小鼠的運(yùn)動(dòng)與神經(jīng)元活動(dòng)的對(duì)應(yīng)變化情況

約翰·奧基夫

梅-布里特

早在1971年，奧基夫就在大腦海馬體中發(fā)現(xiàn)了一種神經(jīng)細(xì)胞。他通過(guò)測(cè)試小鼠的海馬體來(lái)進(jìn)行研究。海馬體位于耳后，與行進(jìn)和空間感知相關(guān)。科研人員讓小鼠在特定區(qū)域內(nèi)自由移動(dòng)，再跟蹤記錄小鼠海馬體的運(yùn)動(dòng)情況以及變化的過(guò)程。奧基夫發(fā)現(xiàn)，小鼠海馬體內(nèi)的一些細(xì)胞會(huì)在它經(jīng)過(guò)某些特定地方時(shí)被激活（比如在某些地方放置巧克力，小鼠就會(huì)往那個(gè)方向前進(jìn)，同時(shí)對(duì)應(yīng)的細(xì)胞被激活）。不同的地點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的細(xì)胞，說(shuō)明這些細(xì)胞與大腦定位功能有關(guān)，他將這種細(xì)胞命名為“位置細(xì)胞”。這個(gè)實(shí)驗(yàn)基本回答了大腦的第一個(gè)功能是如何實(shí)現(xiàn)的。但第二個(gè)功能是如何作用的，大家都一籌莫展。

2005年，愛(ài)德華與梅-布里特試圖一起找尋答案。他們研究的是海馬體附近的內(nèi)嗅皮層區(qū)域，也用了與奧基夫類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)手段—觀察小鼠細(xì)胞的激活情況。在研究中他們發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)小鼠經(jīng)過(guò)一些特定的位置時(shí)，就會(huì)有一些細(xì)胞被激活，但這種活動(dòng)非常有規(guī)律，不像在海馬體中觀察到的那樣。當(dāng)小鼠在籠子里自由奔跑時(shí)，這種活動(dòng)會(huì)以一定的間隔出現(xiàn)峰值，而這些峰值在環(huán)境中分布均勻，大小和方向相似。數(shù)學(xué)分析顯示，這種有規(guī)律的活動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)等邊三角形網(wǎng)格，因?yàn)槊總€(gè)網(wǎng)格細(xì)胞的空間模式都不同，所以它們就在腦內(nèi)建立了一個(gè)記錄環(huán)境坐標(biāo)的“地圖”，如此一來(lái)，生物就擁有了精準(zhǔn)定位的功能。由于這種細(xì)胞的特性，愛(ài)德華將其形象地命名為網(wǎng)格細(xì)胞。

小鼠在正方形區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡用黑色表示。紅點(diǎn)則表示特定的內(nèi)嗅皮層內(nèi)的網(wǎng)格細(xì)胞被觸發(fā)的位置

卡夫利系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)研究所

愛(ài)德華認(rèn)為，網(wǎng)格細(xì)胞肯定也存在于人類(lèi)大腦中。神經(jīng)外科的腦成像技術(shù)和研究表明，在阿爾茨海默?。ˋlzheimers disease）的早期，內(nèi)嗅皮層就會(huì)受到影響，這與患者在該時(shí)期空間記憶喪失的狀況是相匹配的。這就說(shuō)明網(wǎng)格細(xì)胞很可能與這種疾病有關(guān)。因此，愛(ài)德華的這項(xiàng)研究具有非常強(qiáng)的實(shí)用性和現(xiàn)實(shí)意義。在采訪中愛(ài)德華也曾表示：“我們研究的目的在于了解大腦以及大腦是如何工作的。我們有一個(gè)明確的希望和信念，即我們的研究可以為改進(jìn)人類(lèi)疾病的治療奠定基礎(chǔ)?！?h3>結(jié)緣人工智能

當(dāng)愛(ài)德華獲得2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的消息傳出時(shí)，他正在飛往慕尼黑的飛機(jī)上。因此，當(dāng)愛(ài)德華走下飛機(jī)，看到機(jī)場(chǎng)上手捧鮮花的歡迎者們時(shí)，非常驚訝，還不知道發(fā)生了什么。直到人們將好消息告訴他，驚訝才變成了驚喜。

發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格細(xì)胞的同時(shí)，愛(ài)德華和梅-布里特還發(fā)現(xiàn)了其他參與空間標(biāo)示的細(xì)胞。他們一起研究了網(wǎng)格細(xì)胞、頭部方向細(xì)胞、邊界細(xì)胞和位置細(xì)胞之間的相互作用，更深入地了解了“大腦中的GPS系統(tǒng)”。2002年他參與創(chuàng)建了記憶生物學(xué)中心，2007年又成立了卡夫利系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)研究所，他們的主要任務(wù)是研究大腦的機(jī)制以及空間的表現(xiàn)。愛(ài)德華的研究幫助科學(xué)界更深入地了解了不同類(lèi)別的神經(jīng)細(xì)胞是如何協(xié)調(diào)工作、執(zhí)行更高大腦機(jī)能的，有重要的實(shí)用價(jià)值。

在人工智能技術(shù)興起的今天，腦科學(xué)的研究變得更加迫切。愛(ài)德華很早就表現(xiàn)出要將腦科學(xué)與人工智能相結(jié)合的研究興趣，他認(rèn)為這種結(jié)合能帶來(lái)無(wú)限可能性。愛(ài)德華·莫澤在采訪中表示，人工智能的發(fā)展也許能從人類(lèi)大腦的處理體系中學(xué)到一些東西。以自己的研究為例，如果去了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作方式，就能夠了解大腦的空間定位系統(tǒng)如何運(yùn)作?！拔艺J(rèn)為人工智能和腦科學(xué)的相互合作，能夠?yàn)檠芯空咛峁┬滦畔?，帶?lái)新的研究方向。人工智能可應(yīng)用到很多腦疾病治療中。”不過(guò)愛(ài)德華也認(rèn)為，“科學(xué)發(fā)展很快速。雖然我們知道的東西越來(lái)越多，但那只是皮毛，我們?nèi)哉驹谄瘘c(diǎn)?！?/p>

地球上的每一個(gè)人都忙于某種工作。有些人從事娛樂(lè)活動(dòng)，發(fā)揮著藝術(shù)和想象力;有些人度過(guò)了普通的生活，卻也試圖使一切變得更好。在這些人中，有一些格外有才華的人，他們?nèi)杖找挂苟荚趯?shí)驗(yàn)室中為人類(lèi)探索知識(shí)的邊界，終于創(chuàng)造出了一些能改善世界的東西。而愛(ài)德華·莫澤就在此列，正如他自己所說(shuō)：“我希望科研發(fā)現(xiàn)不僅是對(duì)科學(xué)界有所裨益，而且能夠?yàn)槿祟?lèi)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量?！?h3>人物小傳

愛(ài)德華·莫澤（Edvard Moser，1962—），挪威心理學(xué)家、神經(jīng)學(xué)家。1995年，獲得奧斯陸大學(xué)神經(jīng)生理學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)任挪威科技大學(xué)卡夫利系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)研究所和記憶生物學(xué)中心創(chuàng)始主任，挪威科技大學(xué)心理學(xué)教授，挪威皇家科學(xué)與文學(xué)學(xué)會(huì)、挪威科學(xué)與文學(xué)學(xué)院、挪威技術(shù)科學(xué)院的成員。因發(fā)現(xiàn)組成大腦定位系統(tǒng)的網(wǎng)格細(xì)胞，與梅-布里特·莫澤、約翰·奧基夫共同獲得2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

（責(zé)任編輯/朱文超? ?美術(shù)編輯/胡美巖）